Нагнетачі в теплоенергетичних системах

Мета вивчення дисципліни: є отримання ґрунтовних знань щодо фізичних процесів вза-ємодії рідини з робочими органами гідромашини (компресорів, вентиляторів та насосів), балансу енергії у цих машинах, роботи нагнітачів на гідравлічну мережу. Все це дозволяє конструювати, розраховувати та кваліфіковано експлуатувати нагнітачі, що входять до скла-ду основного устаткування технологічного процесу ТЕС.
Практичне значення та використання отриманих знань. Навчальна дисципліна «На-гнітачі в теплоенергетичних системах» дає розуміння основних принципів роботи і регулю-вання насосного устаткування ТЕС. Засвоєння правил розрахунку нагнітачів, що працюють на гідравлічну мережу. Вивчення явищ кавітації в гідравлічному устаткуванні та осьового зсуву в насосах. Сприяє висвітленню найсучасніших досягнень науки у сфері енергетичних технологій.
Тематика та види навчальних занять

Для денної форми здобуття освіти. 6 семестр.

Лекційні заняття
Лекція 1. Вступ у дисципліну. Мета, задачі, план та обсяг дисципліни. Області використан-ня нагнітачів в технології ТЕС. Основні визначення. Робочі та гідравлічні параметри нагні-тачів. Принцип дії нагнітачів та класифікація за ним. Основні конструктивні виконання на-гнітачів.
Лекція 2. Лопатеві нагнітачі: два основних типи лопатевих нагнітачів. Відцентрова лопатева машина, Конструкція і принцип дії. Рух рідини у між лопаткових каналах.
Засади теорії лопатевих нагнітачів. Турбінне рівняння Ейлера. Теоретичний напір.
Лекція 3. Баланс потужностей у лопатевих нагнітачах. Гідравлічний об’ємний механічний та повний ККД нагнітачів. Конструкції ущільнювачів. Осьовий зсув робочого колеса.
Лекція 4. Характеристики відцентрового насосу. Теоретична та дійсна напірна характерис-тика. Вплив кута β2 на напірну характеристику. Розрахункові характеристики.
Лекція 5. Засади теорії подібності та моделювання нагнітачів. Коефіцієнт швидкохідності. Закони пропорційності. Типи коліс лопатевих машин.
Лекція 6. Основні відомості про осьові нагнітачі. Принципова конструктивна схема. основні параметри та характеристики. Регулювання.
Лекція 7. Насоси теплової схеми ТЕС. Їх конструкція та особливості роботи.
Лекція 8. Робота лопатевих нагнітачів на мережу. Робоча точка. регулювання подавання. Спільна робота нагнітачів. Умова всмоктування. Загальна відомість про кавітацію. Фізична природа явища. Визначення геометричної висоти всмоктування.
Лекція 9. Призначення та області використання відцентрових та осьових вентиляторів. Принципова конструкція. Гідравлічні параметри та характеристики. Регулювання. Визна-чення основних розмірів робочого колеса. Вплив кожуху вентилятора на його характеристи-ки.
Лекція 10. Дискові насоси. Принципова конструкція. Фізична модель взаємної дії колеса і рідини. Напірна характеристика і її розрахунок. Струминний нагнітач. Принципова конст-рукція. Класифікація. Основні параметри і характеристики. Особливості експлуатації.
Лекція 11. Класифікація нагнітачів об’ємної дії. Принцип роботи нагнітачів із зворотно-поступальним рухом витискувача. Напір нагнітача Індикаторна діаграма. Баланс енергії у поршневому насосі.
Лекція 12. Подавання поршневого насосу. Нерівномірність подавання. Регулювання, спосо-би вирівнювання подавання. Роторні нагнітачі. Класифікація. Принцип роботи. Розрахунок подавання шестеренного насосу.
Лекція 13. Конструкції компресорів об’ємної дії. Основні гідравлічні параметри і характе-ристики. Баланс потужностей.
Лекція 14. Осьові компресори. Робота ступені. Характеристики. Ступеневе стиснення. Ор-ганізація охолодження газу у компресорі.
Лекція 15. Випробування нагнітачів. Способи отримання гідравлічних характеристик нагні-тачів. Схеми стендів для випробувань. Проектування випробувальних стендів.

Практичні заняття
Практичне заняття 1.
Основні параметри насосів. Теоретичні та реальні характеристики відцентрових насосів. Знаходження робочої точки гідравлічної системи.
Мета заняття: Отримати навички розрахунку теоретичних та реальних характеристик від-центрових насосів. Навчитись визначати робочу точку графічним та аналітичним шляхом.
Практичне заняття 2.
Використання теорії подібності та моделювання нагнітачів. Закони подібності та закони пропорційності.
Мета заняття: Отримати навички використання законів подібності та законів пропорційно-сті. Навчитись будувати криву пропорційності (параболу подібних режимів).
Практичне заняття 3.
Регулювання подачі відцентрових насосів.
Мета заняття: Оволодіти навичками розрахункового та графічного аналізу процесів дросе-лювання, зміни частоти обертання, байпасного регулювання, а також обточки робочого коле-са відцентрового насосу.
Практичне заняття 4.
Спільна робота насосів. Послідовне та паралельне з’єднання насосів.
Мета заняття: Навчитись будувати сумарну характеристику при послідовному та паралель-ному з’єднанні насосів. Зрозуміти, при яких умовах застосовують кожний вид з’єднання.
Практичне заняття 5.
Кавітація в насосах та засоби боротьби з нею.
Мета заняття: Придбати навички визначення критичного кавітаційного запасу за допомо-гою розрахунків, або аналізуючи паспортні характеристики насосів. Навчитись розраховува-ти припустиму висоту установки насосу.
Практичне заняття 6.
Об’ємні насоси. Особливості їх конструкцій, розрахунку та застосування.
Мета заняття: Практичне засвоєння методів розрахунку об’ємних насосів. Вивчення конс-трукцій об’ємних насосів і особливостей розрахунку їх параметрів.
Практичне заняття 7.
Особливості робочого циклу компресорів.
Мета заняття: Практичне засвоєння законів газової динаміки, які використовуються при розрахунках компресорів. Оволодіння навичками визначення параметрів компресору з враху-ванням стисливості газів.

Для заочної форми здобуття освіти. 8 семестр.

Установчі лекції
Лекція 1. Мета, задачі, план та обсяг дисципліни. Області використання нагнітачів в техно-логії ТЕС. Основні визначення. Робочі та гідравлічні параметри нагнітачів. Принцип дії на-гнітачів та класифікація за ним. Класифікація за конструкцією нагнітача. Основні конструк-тивні виконання нагнітачів. Робота лопатевих нагнітачів на мережу.
Лекція 2. Робоча точка. регулювання подавання. Спільна робота нагнітачів. Умова всмокту-вання. Загальна відомість про кавітацію. Фізична природа явища. Визначення геометричної висоти всмоктування. Класифікація нагнітачів об’ємної дії. Принцип роботи нагнітачів із зворотно-поступальним рухом витискувача. Напір нагнітача Індикаторна діаграма. Баланс енергії у поршневому насосі.
Практичні заняття
Практичне заняття 1.
Основні параметри насосів. Теоретичні та реальні характеристики відцентрових насосів. Знаходження робочої точки гідравлічної системи. Методи регулювання подачі.
Мета заняття: Отримати навички розрахунку теоретичних та реальних характеристик від-центрових насосів. Оволодіти навичками розрахункового та графічного аналізу процесів ре-гулювання подачі.
Контрольна робота для здобувачів заочної форми
Завдання для виконання контрольної роботи здобувач отримує на установчій лекції.
Робота містить 10 теоретичних питань та одне практичне завдання.
Обсяг відповіді на кожне теоретичне питання: не менше, ніж 1 сторінка машинописно-го тексту. Текст відповіді повинен бути виконаний самостійно, а не скопійованим з навчаль-ного посібника. В разі необхідності відповідь повинна бути проілюстрована схемами або графіками.
Термін надання виконаної контрольної роботи на перевірку – не пізніше, ніж за місяць до початку сесії.

Форми контрольних заходів та оцінювання результатів навчання
Для денної форми здобуття освіти
Поточний контроль полягає у виконанні двох модульних контрольних робіт. Модульні контрольні роботи складаються з теоретичної і практичної частин та проводяться у письмо-вій формі. Бездоганне виконання кожної модульної контрольної роботи становить 30 балів.
Здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів дисципліни та на-брали більш ніж 60 балів отримують накопичувальний – залік.
Для заочної форми здобуття освіти
Захист контрольної роботи. Бездоганне виконання контрольної роботи оцінюється у 80 балів. При її захисті здобувач може отримати ще до 20 балів.
Здобувачі вищої освіти, які виконали всі види навчальних елементів дисципліни та набрали більш ніж 60 балів отримують накопичувальний – залік.